Ökologische & gesellschaftliche Aspekte der Chemie

• im Körper zu Stickstoffmonoxid abgebaut

• stabiles freies Radikal

• sehr reaktiv

• diffundiert frei durch Membrane

• erster synthetischer Sprengstoff ! sehr erschütterungsempfindlich

• Dnyamit: handhabungssicherer Detonationssprengstoff

• kleines Molekül

• natürlich hergestellt

• hemmt Wachstum anderer Mikroorganismen

• Breitbandantibiotoka -> wirken auf viele Bakterienarten

• Widerstandsfähigkeit von Bakterien gegen AB

• Unempfindlichkeit gegen mehrere AB

• Unempfindlichkeit gegen sämtliche bekannte AB

• Bakterien besitzen AB-spaltendes Enzym

• veränderte Angriffspunkte, Bindungsorte oder Zellmembranen

• umgehen Angriffspunkt

Ursachen: the more you use it, the quicker you loose it

• in gewaltsamen Konflikten: chemische Waffen, biologische Waffen, Explosionsmittel

• Umweltbelastungen, Lebensmittelkontaminationen: Abfälle, Emissionen, Gewässer, Luft

• Chemiekatastrophen: Seveso Unglück 1976

• Arzneimittelskandale: Contergan-Skandal 1962

Verantwortung: Forscher*innen sind auch für die Folge ihrer Forschungsergebnisse verantwortlich

• Eindringen: Atmen, Verschlucken, Aufnahme über Haut

• Transport: durch Verzweigungen der Blutgefäße bis in die Zellen

• bei Ähnlichkeit mit körpereigenen Substanzen = langfristige Ablagerung möglich (Cadmium / Zink in Leber & Niere)

• Giftung: Entstehung von Metaboliten im menschlichen Körper, können auch toxischer sein als ursprüngliche Substanz

• Maß für Verweildauer = Biologische Halbwertszeit = Zeit, nachdem die Hälfte der Substanzen ausgeschieden sind

  -> Diagramme

• Wirkungsmechanismen:

  • lokal / systemisch

  • akut / chronisch

  • reversibel / irreversibel

• Toxische Wirkung:

  • Zellgifte

  • Neurotoxine

  • allergene Wirkung

  • pharmakolog. Wirkung

  • Reproduktionstoxitität

• Dosis = Schadstoffmenge / kg Körpergewicht

  EINZEICHNEN

• acceptable daily intake = erlaubte Tagesdosis

• lebenslängliche täglich Einnahme unbedenklich

• no observable effect level (mg oder microg /kg Körpergewicht & Tag

• maximale Arbeitsplatzkonzentration

• kein Gesundheitsschaden bei Exposition 8 Std täglich, max 40 Std in der Woche

• technische Richtkonzentration für gefährliche Substanzen

  - für die keine toxikologisch-arbeitsmedizinisch begründeten MAK-Werte aufgestellt werden können

• richten sich nach technischer Machbarkeit

GRAFIK

Chemikaliengesetz 1996

• Akute TOxizität

• Genizität

• Stoffwechselverhalten

• subchronische Toxizität

• Reproduktionstoxizität

• chronische Toxizität & Kanzerogenität

• vorraussichtliche Exposition der Bevölkerung

1. Entstehung Arbeiterbewegungen

   • sozialistisch

   • christlich-sozial

2. Beschäftigung von Frauen

   • industrielle Reservearmee

   • Heimarbeit

3. Einfluss auf tägliche Leben

   • leichtere Haushalt: elektische Geräte

   • Ausser Haus Verpflegung & Fertiggerichte

4. Entwicklung der Interessensvertretungen der Wirtschaft = Entstehung Sozialpartnerschaft

hoher Ertrag pro Flächeneinheit

• Einsatz von Hochleistungssorten

• Einsatz von Düngemitteln, Pflanzenschutzmitteln

• Automatisierung

umweltschädigende Folgen:

• Bodendegradierung

• chemische Verunreinigungen in Gewässer / Boden

• Biodiversitätsverlust

Vorteil:

• optimiert für Anbau in industriellen Landwirtschaft + Handel

• höhere Flächenerträge, weniger CO2 emissionen

• widerstandsfähig

• einheitlicher Anbau

Nachteil:

• Verlust Biodiversität

• hoher Bedarf an Dünger & Wasser

• Effekte auf Umwelt + Gesellschaft

Vorteil:

• erlauben Anbau in industriellen Landwirtschaft

• sichert nötoge Erträge für Welternährung

• erlauben Monokulturen

• große Produktionsflächen

Nachteil:

• Überproduktion

• hoher Energiebedarf

• Verlust Biodiversität

• soziale Auswirkungen - Arbeit geht verloren

Vorteil:

• nötige Erträge für Welternährung

• Anbau auch auf wenig geeigneten Böden

• Monokultur & Automatisierung

• höherer Flächenertrag -> Flächenfreistellung

Nachteil:

• hoher Energiebedarf

• negative Effekte auf Mensch + Umwelt

• beeinflussen Kulturpflanzenauswahl

• Resistenzbildung

• Eutrophierung

Zusammensetzung:

• 50% fest

• 25% Lust

• 25% Wasser

-> Leit- & Speicherfähigkeit für Wasser, Nährstoffe & Gase zum Stoffaustausch

• Produktivität & Ertragsfähigkeit des Bodens

• Summe aus: chemische, physikalische & biologische Eigenschaften, die Wachstum von höheren Pflanzen fördern

• beeinflusst durch: Bodenbearbeitung & Nährstoffzufuhr

  -> je intensiver die produktionstechnischen Einflussnahmen, desto geringer Wichtigkeit der mineralischen Zusammensetzung

• Nährstoffverfügbarkeit abhg von:

  • Gehalt einzelner Elemente

  • deren Bindungszustand (abhg von Ionengg & pH)

  
  

• mineralische + organische Bestandteile

• org. Bodensubstanz: Ereignis aus Zufuhr & Abbau von organischen Verbindungen - Abbau zu Huminstoffen (Humine, Huminsäure, Fulvosäure)

• Moorböden: >30% OBS, landwirtschaftlich genutzte Mineralböden 1-5%, humose: ab 5%

• neutrale Salze = erschwerte Wasseraufnahme

• Redoxpotential & pH-Wert beeinflussen Löslichkeit & Pflanzenverfügbarkeit

• pH auch Einfluss auf Mikroorganismen

• Edaphan umfasst alle Bodenorganismen: Mikroorganismen & Bodentiere

• gemäßigte Klimazone: 2,5 kg/m^3 Frisch

• xxx

• Bodenstruktur: physikalische Beschaffenheit des Bodenmaterials (Größe, Form, Anordnung)

• Trockenraumdichte: Kennwert für Beschaffenheit des Bodengefüges - Quotient aus Masse & Volumen des trockenen Bodens

• Anteil & Größenverteilung der Hohlräume: Pflanzenwachstum, Umsetzungs- & Transportprozesse im Boden

• Porengrößenverteilung: Anteile von Porengrößenklassen (grob, mittel, fein) mit unterschiedlichem Durchmesser (Entwässerung durch Schwerkraft, Wasserverbindungen gegen Schwerkraft, Totwasser)

• große Poren: Luft & Wassertransport

• kleine Poren: Wasserspeicherung

• Bodendichte: Tragkraft & Durchwurzelbarkeit, Luftaustausch, N-Mineralisierung

• geringer Anteil in lebender Materie

• 0,5 - 5% der Trockenmasse

• Baustein von Proteinen, Nukleinsäure

• Bioverfügbarkeit

• nur kleiner Teil Pflanzenverfügbar, N-Freisetzungsrate < Aufnahmerate der Pflanzen

• N-Quellen: Nitrat, AmmoniumIonen, Luststickstoff über symbiontische Mikroorganismen

• N-Überdünung: ökonomisch, & ökologische Effekte, zuviele N-haltige Verbindungen, C-Limitierung, VitC-Mangel wegen Beschattung durch vermehrte Blattmasse, Krebsanfälligkeit

FOTO

1. Nitrogenasekomplex reduziert N2 zu Ammoniak

N2 + 8H + 8e + 16ATP = 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi

• Cyanobakterien, Rhizobin, Azotobacter

• N - N Bindung: 942 kJ / mol

• Industrieller Prozess: Haber Bosch Verfahren

= optimale Nutzung der Nährstoff durch unterschiedlicher Verbrauch, Reduktion von Krankheiten, Schädlingen & Unkräuter

Gründungen: Leguminosen, Lupinen, Klee, Bienenfreund, Buchweizen

Mineraldünger / organisch gebunden: gleiche Art der Nährstoffe

Mineraldünger:

• Ammoniak / Ammonium

• Nitrat

• Ammonnitrat

• Harnstoff

• Kalkstickstoff

Vorteil: punktgenaue Düngung, größere Mengen verfügbar

Nachteil: Kosten

Vorteil: wirtschaftlich, Abfallprodukte

Nachteile: N-Freisetzung über langen Zeitraum, zu geringen Mengen verfügbar, Gefahr: Über- & Unterdüngung

• große Vielfalt von Substanzen

• Gülle: Flüssigmist, mikrobielle Umsetzung von Kot & Harn

• Festmist: Kot, Harn, Stroh

• Stroh: verbleibt auf Ackerfläche, gute C-Quelle, schlchte N-Quelle für Mikroorganismen

• Bauelement: P-Ester & Phosphorylverbindungen, Kohlenhydratstoffwechsel, Energiehaushalt, Biomembrane

• Gehalt zwischen 0,1 - 1%

• Aufnahme als: H2PO4 oder HPO4

• im Boden: selten mehr als 10 mg P/l, Adsorption oder schwerlösliche Salze in festen Phase des Bodens übergehen, Löslichkeit von Düngerphosphat nimmt im Boden mit Zeit ab

• verschiedene P als wirksame Verbindung

• P = limitierendes Element in Gewässer

  BILD

• massiver Eintrag von N & P in Boden & Gewässer

• Düngemittel: Eutrophierung mit Einträgen von Kläranlagen, Industrie, Verkehr

• hohe Nitratspiegel im Trinkwasser: Blausucht bei Säuglingen, Quelle krebserregender Nitrosamine

• WHO Grenzwert: 50 mg/L Trinkwasser, Dentrifizierung durch chem. & biolg. Verfahren

• EU-Nitratrichtlinie

• Überangebot an Nährstoffen = Algenblüte, Abschmirmung von Licht für Photosynthese

• globales Problem

• Nitratquellen: (Mineral)-Wasser, Bier, Gemüse, Fleisch

• Akkumulation va in Stängeln & Blattstielen

• Körpereigene Produktion: 50 mg/Tag

• tägliche Nitratbelastung: 170 - 300mg

• hohe Nitratspiegel im TW: Blausucht, krebserregende Nitrosamine

• kann Hämoglobin binden -> beinträchtigt Sauerstofftransport

  
  

• Summe: Nährsalze + in Wasser gelöste Salze

• Messung Leitfähigkeit

• offene Systeme: stabile Zusammensetzung

• geschl. Systeme: laufende Veränderung d. Zsmsetzung

• 1 - 2 Wochen: chemische Analyse, dann Anpassung von EC-Sollwert & Nährstoffgaben

• EC zu niedrig: Nährstoffmangel

• EC zu hoch: Salzstress gezielt einsetzbar um vegetative + generative Wachstum zu fördern

• Freilandwerte anders als Gewächshauswerte

• Gewächshäuser mit Erdkultur: typische Werte 450 - 550ppm

• erdlose GH: keine Bodenatmung, 200 - 250ppm

• Werte in Nacht höher als am Tag

• Gemüse: Ertragssteigerung durch CO2 Zufuhr, bis 500ppm fast linear (va wichtig im Winterhalbjahr)

• CO2 Begasung von Sonnenaufgang bis 2h vor Untergang

• Bereitstellung von CO2

• umweltschonend

• verzicht auf synthetische Pflanzenschutzmittel & Mineraldünger, keine genetisch veränderten Pflanzen

• Versorgung Pflanzen über natürlichen Nährstoffkreislauf - Fruchtfolge, Gründüngung

• betriebseigene pflanzliche & tierische Abfallprodukte

• EG Verordnung & Richtlinien d. einzelnen Verbände

• N-Zufuhr durch Wirtschaftsdünger limitiert: Freiland > 110 kg/ha, geschützter Anbau > 330 kg N/ha & Jahr

• keine synthetischen Gifte

Beispiel:

• Kaliumphosphat:

  • anotg. Salt der Phosphonsäure

  • unbedenklich für Mensch & Umwelt

  • Fungizide Wirkung

  • Düngewirkung

  • Biolandbau: Verbot seit 2013

• Kupfer:

  • Kupferkalkbrühen: erstes erfolgr. Fungizid

  • konventionelle & biolog. LW

  • Weinbau: 2,5 kg/ha

  • Obstbau: 6 kg/ha

  • bisher kein Verbot

• Schutz Kulturpflanze vor Schad-Erregern

• Eindämmung Ernteverluste durch Unkrautkonkurrenz

• Vermeidung Vergiftung durch toxine

• Monokulturen = gute Vermehrungsbasis

• gravierende Eingriffe in ökologische Systeme, akute Toxizität

• mechanische vs. chemische Bekämpfung

• Totalherbizide vs- selektive Herbizide

• 1891: Eisensulfat

• 1896: Kupfersulfat & Schwefelsäure

• 1960: Triazine

• 1980: Aminisäurederivate

• Herbizid aus Phosphat Gruppe, aliphatische Säure

• effektivstes Totalherbizid

• weltweit am häufigsten genutzt

• Nicht-landwirtschaftliche Anwendung: kommunaler Bereich (Gleisanlagen, Industriegelände)

• LW: Vorlaufherbizid & Sikkation

• Wirkung: grüne Pflanzenteile (nicht Wurzel)

• gute Wirk- & Umweltaspekte

• genetisch verändertes Saatgut

• List of IARC Group 2A carciogenes (wahrscheinlich krebserregend)

• List of IARC Group 1 carciogenes (sicher krebserregend)

• Formulierungsansätze

• Einstufung als wahrscheinlich nicht gentoxisch (bei sachgemäßer Anwendung)

• bewertet Gefährdungspotential

• bewertet Glyphosphat & Rezepturen gleichzeitig

• nur öffentlich verfügbare Studien

• bewertet Risiko (neben Eigenschaften auch Wahrscheinlichkeit & Ausmaß der Belastung - Glyphosphat kann sicher angewendet werden)

• bewertet Glyphosphat & Rezepturen separat

• auch unveröffentlichen Industriedaten!

• aufgrund Ähnlichkeit zu Glycin: Glyphosphat immitiert im Körper die AA Glycin und wird bei Proteinsynthese an dessen Stelle eingebaut !!

• schwere Krankheiten

• N limitierendes Element, Chilesalpeter, Guano, Ammoniaksynthese 1908 Patent, 1913 erste Fabrik

• Stringente Bedingungen, 400-500°C, 300-400 atm, H2, N2

• 1/3 des Proteinstickstoffs aus Nahrung aus synthetischem Stickstoffdünger: nur in dicht bevölkerten Staaten mit limitierter Agrarfläche essentiell

1. Produktion von Nahrungsmitteln

   (Zunahme Weltbevölkerung, Überleben, Zunahme Effizienz verringert Flächenbedarf)

2. Militärische Nutzung

   (Tote in kriegerischen Auseinandersetzungen - Produktion von Salpetersäure aus Ammoniak = Sprengstoff)

3. Einsatz von Ammoniak als Ausgansprodukt für chem. Industrie

4. Herstellung von Düngemitteln + weitere Umwelteinflüsse: N-Kaskade

   • Verunreinigung Luft, Wasser, Boden

   • Überdüngung / Verlust Biodiversität

   • Auswirkungen auf Klimaerwährmung

• bedeutenste Einsatzquelle von Haber Bosch (Nutzung von ca 80% des dargestellten Stickstoffs)

• 40 - 50% d. Weltbevölkerung vom Einsatz von künstlichem Düngemittel abhg

• Steigerung Eintrags & pro Ackerfläche “versorgten” Menschen

• regional große Unterschiede (Hoher Fleißkonsum in Europa & NA, sonst eher Hungersnot)

• für intensive Kultuvierung von Biokraftstoffen

• Effizienz d. Verwertung von 80% zu 30&

• aus “verlorenem” N entsteht N2

• erhöhte Emissionen reaktiver N-Verbindungen in Atmosphäre & aquatische Systeme

• Zunahme Emissionen von NO % NH3 um Faktor 5

• Auswirkung auf Ökosystem (Eutrophierung & Versauerung)

Positiv:

• erhötes Pflanzenwachtum fördert Aufnahme von Kohlenstoff und dessen Speicherung

• erhöte Nachfrage nach Nahrungsmittln

• eröhte Nachfrage nach Düngemitteln

• Produkton von Biokraftstoffen = Herausforderung

• Maßnahmen zur Effizientsteigerung getroffen

• Angebot an tierischen / pflanzlichen Nahrungsmitteln

• Nachhaltige & sozial gerechte Entwicklung

• Holozän charakterisiert durch stabile Umweltverhältnisse

• seit Industriellen Revolution diese Verhältnisse gefährdet durch Menschen

• beschreibt 9 Prozesse, für die anzunehmen ist, dass keine unendliche Belastbarkeit der Erde gegeben ist

• für 3 Bereiche sind ökologische Belastungsgrenzen bereits überschritten

• Darstellung der Überschreitung durch Kontrollvariablen definiert

• Bereiche miteinander vernetzt

• N-Kreislauf (Prozess) eng mit Verlust der Biodiversität & Phosphorkreislauf verknüpft

• Kontrollparameter = Fixierung N2 aus Atmosphäre durch und für Menschen

BILD

bei Fixierung entsteht:

• N2O

• NHx

• NOy

-> Verbindungen wandern durch Umweltkompartimente bis Rückwandlung zu N2 erfolgt & Kaskade beendet ist

• Treibhausgas

• 30x stärker als CO2

• positiver Nutzen: Biokraftstoff

• stabil in Troposphäre

• 1780 - 2020: 275ppb -> 334ppb

• jährlich + 0,8ppb

Quellen:

• Biologisch

• Verbrennungsprozesse

• Industrie

  
  

• toxisch, Reizgas

• Beitrag zur Eutrophierung & Versauerung über Stoffeintrag

• wichtigste basische Gas

• neutralisiert freie Säuren / saure Gase = Partikelbildung

In Atmisphäre: NO zu NO2 oxidiert - Sonnenlicht: NO2 zu NO photolysieren

-> Endprodukt: Salpetersäure HNO3

NO2

• rotbraun, stechend riechendes Gas

• Reizung der Atemwege, nach 24 Std Latentzeit = Lungenödem

NO

• farblos

• Botenstoff im menschlichen Körper, verursacht Erweiterung der Blutgefäße

• Beitrag von NO zur Toxizität von NO2 ist gering

  
  

Erhöte KOnzentrationswerte von NOx - Auswirkungen auf:

• Gesundheit

• Ozonbildung in Troposphäre

• Partikelbildung

• Stickstoffkreislauf

• NOx = NLCF (short lived climate forcer)

• 
  

BILD

Bildung von Feinstaub aus gasförmigen Vorläufersubstanzen

-> Bildung von Ammoniumnitrat (NH4)NO3 & Ammoniumsulfat (NH4)2SO2

H2SO4 + 2NH3 -> (NH4)2SO2

HNO3 + NH3 -> (NH4)NO3

• durch nasse & trockene Deposition

• der Weg zurück aus Atmosphäre in Boden, Gewässer & Pflanzen

Nass = Niederschlag: Regen, Schnee

Trocken = direkter Eintrag von Spurengasen / Partikel

Nebel = Flüssigkeitströpfhen ohne Beitrag von Schwerkraft

Überschreitung der Critical Loads = Unterschied zwischen der maximal zulässligen & tatsächlochen Deposition

auch für andere Analyten definiert: Schwermetalle, POP’s, Säureeintrag

• Entwicklung Nachhaltigkeitsbegriff 1980er Jahre

• Basis = Umweltmonitoring um Trends zu verfolgen & Entscheidungsmöglichkeit zu bieten

• Ableitung von Indikatoren

• Def der Grenzen der Belastbarkeit natürlicher Systeme (Bereiche untereinander vernetzt)

• Darstellung des Einfluss d. Gesellschaft auf Ökosystem

• Definition von Kontrollvariablen

• gegenüberstellung d. plantearen Grenzen & menschlichen Grundbedürfnisse (i.e der sozialen & wirtschaftlichen Bedürfnisse)

  
  

• Ziele der Vereinten Nationen für Periode 2000 - 2015

• Armutsbekämpfung

• Friedenserhaltung

• Menschenrechte

• Umweltschutz

• Übergeordnetes Ziel: Armut auf Welt halbieren

• Fokus auf Länder des globalen Südens

Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung

• 2015 von UNO verabschiedet

• baut auf Millenium Entwicklungszielen auf

• 17 Nachhaltigkeitsgesetze, untereinander vernetzt & dürfen nicht getrennt betrachtet werden

• Ziele gelten für ganze Welt (sehr unterschiedliche Maßnahmen notwendig)

1-17

???

• positiver Blick auf Zukunft

• positives Ergebnis nur erzielt, wenn Nachhaltigkeitsziele in Gesamtheit betrachtet werden

• es ergeben sich Synergien & Zielkonflikte (Trade-offs)

• Mehrzahl der genannten Schadstoffe hat verhältnismäßig kurze Lebenszeit = rasche WIrksamkeit von emissionsmindernden Maßnahmen

• Gesellschaftliche + technologische Aspekte führen zu längeren Zeitskaöe

  • Umrüstung d Technologien braucht Zeit!

  • Besonderheit des privaten Bereichs / Vertrauensgrundsatz

• Auswirkungen auf Ökosystem & / oder menschliche Gesundheit = Langfristigkeit

Beispiel: NOx

Reduktion der Emissionen & Immisionswerte durch:

• Geschwindigkeitsbegrenzung

• veränderte Flottenzusammensetzung

• Umstellung der Mobilitätsgewohnheiten

• chronisch oder akut giftig

• schwer abbaubar - persistent

• hohe Fettlöslichkeit / gerine Wasserlöslichkeit

• mittelflüchtige Verbindungen (semivolatile)

• POP Konvention (2001 in Stockholm beschlossen)

• “Dreckiges Dutzend”

• Liste mittlerweile erweitert

Aahrus Protokoll für POPs

• auf Basis des Genfer Luftreinhalteabkommens / Übereinkommen über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigungen

• Emissionsreduktion für Dioxine, Furane, PAKs

Substanzen, die für speziellen Einsatz hergestellt wurden

1. DDT: Pestizid -> Bekämpfung von Malaria

2. PCB: Anwendung in Transformatoren, elektr. Kondensatoren, Hydraulikflüssigkeit, etc

3. als Nebenprodukte

   • industrielle Prozesse

   • Verbrennungsprozesse

• im Mai 2001 beschlossen, im Mai 2004 in Kraft getreten

• mehr als 180 Staaten unterzeichnet (2022)

• Ziel:

  • Produktion

  • Vernwendung

  • Freisetzung & Lagerung von POPs

    zu beschränken / zu unterbinden

• Beseitungung von POPs, ausgehend vom Dreckigen Dutzend

• Erweiterung der Liste

• Beseitugung vorhandener Lagerstätten

• Gemeine Arbeit an POP-freier Zukunft

• Unterschiedliche Schädigungen:

  • Einfluss auf Immun-, Nerven-, Hormonsystem

  • Verursachung von Krebs

  • Störung der Fruchtbarkeit

• chrinische / akute Toxizität

Widerstandsfähigkeit gegenüber Abbau in einzelnen Kompartimente der Umwelt

-> Persistenzkriterium = Halbwertzeit:

• im Wasser, Boden, Luft, Sediment

Abbau der teil / vollständig halogenierten / aromatischen Stukturen der POPs = langsam

Abbau durch:

• Hydrolyse

• Oxidation

• Reduktion

• photochemischer Abbau

• mikrobiologischer Abbau

Organic compounds in soil

• Interaction with soil

• Degradation

  • Mineralization

  • Changes in mobility (enhanced / reduced)

  • Changes in toxicity (decreased / increased)

• lipophil

• hydrophob

• Verhalten kann über Verteilungskoeffizient Kow angegeben werden

  • beschreibt Verteilung einer spez. Substanz zwischen n-Octanol & Wasser

• Kow = Konztr. in Octanol / Konztr. in Wasser (10^4 - 10^10)

1. Bioakkumulation:

   • Anreicherung im Organismus, weil Ausscheidung / Abbau einer Verbindung im Körper langsamer als Aufnahme

     -> POP Speicherung im Fettgewebe

2. Biomagnifikation:

   • Anreicherung über Nahrungskette

     (im Wasser größer als am Land -> Unterschiede in Bioverfügbarkeit, Länge der Nahrungsketten, Menge Fettgewebe)

• bei Raumtemperatur: flüchtig & können verdampfen -> in Atmosphäre transportiert werden

• Während Transport: temp.abhängigen Depositions- & Emmisionszyklen

• fördert Ferntransport d. POPs = abhängig von Flüchtigkeit (Globale Destillation)

• gerinere T°C fördern Deposition der Verbindungen = Fraktionierung gemäß Flüchtigkeit

Ferntransport - Bild !

Verwendung:

• nach 2. WK zum Schutz vor Malaria, Typhus)

• Pflanzenschutzmittel

• keine akute Toxizität ABER möglicher kanzerogener

  & hormonwirksamer Stoff

• Aufnahme über Nahrung = wichtigste Expositionsform für Menschen

• drastische Auswirkung auf aquatische Lebewesen & Vögel

• günstige chem. Eigenschaften: inert, hitzebeständig, nicht entflammbar, geringer Dampfdruck, gerine Dielektrizitätskonstante

  -> seit 1930: viele Einsatzbereiche

• enthalten Furane als Verunreinigungen

• Verwendung heute verboten

  -ABER: nach wie vor Emissionen vpn PCBs als Nebenprodukt von industriellen / Verbrennungsprozessen

POPs als Nebenprodukte

• Entstehung bei chemischen Produktion von Industriechemicalien / Verbrennungsprozessen (org. Material & Halogene, T°C = 300-600°C)

Protokoll des Genfer Lustreinhalteabkommens

• 2003 in Kraft getreten

• 4 PAKs (polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) müssen gemessen & bereichtet werden

• vermutlich karzinogene Stoffe

• entstehen bei unvollständigen Verbrennungen (Kohle, Holz, Diesel, Tabak)

  • Benzo(a)pyrene

  • Benzo(b)fluoranthene

  • Benzo(k)fluoranthene

  • Indene(1,2,3-cd)pyrene

Bestimmung über:

• Messung

• Modellierung auf Basis in unterschiedlichen Umwegungen, Konzentrationswerde & Aufenthaltszeiten in diesen Umgebungen

  
  

• Luftwechselnrate = Zuluftstrom bezogen auf Raumvolumen

• empfohlene Luftwechselraten: 3 - 30 1/h

• thermische Isolierung senkt Luftwechsel

• I / O = 1: langlebige Komponenten, geringe Reaktivität, keine Quellen & Senken

• I / O < 1: Quellen der Luftschadstoffe im Aussenbereich, im Innenrau ist Abbau zB: Ozon

• I / O > 1: Quelle der Luftschadstoffe im Innenraum zB: CO, Feinstaub (sofern Innenraumquellen vorhanden sind)

• I / O >> 1: Konzentrationen ausserhalb unwichitg, Innen = Anreicherung zB: Radon

• Mensch = Quelle von Luftverunreinigungen

• CO2-Konzentration zeig Intensität der Raumnutzung

• Orientierung: 0.15% CO2 / PettenkoferZahl 0.1% CO2, wenn überschritten = abgestandene Luft, Müdigkeit, Abfall Leistungsfähigkeit -> MAK = 0.5%

• Personen entwickeln akute Krankheitssymptome / undefinierte Beschwerden

• Beschwerden nur in der Zeit, in der Person im Gebäude ist

• oft im Zusammenhang mit Klimaanlagen, Belichtung, Temperatur, Schadstoffbelastung

• Kohlenstoffmonoxid

• Stickstoffdioxid

• Partikuläre Verunreinigung (Feinstaub)

• Schimmel, biolog. Materialien

• PAKS, Benzol

• Asbest

Quellen:

• Bauprodukte / Möbel

• Kochen & Heizen

• Zigaretten

• Reinigen

• Gerüche / Duftstoffe

• Schlafen

• Tiere / Menschen

• Schadstoffe: CO, VOC, Nx, Feinstaub, PAKs

• Maßnahmen: Trennung Raum- & Verbrennungsluft, Ableitung Verbrennungsgase über Fänge

• Schadstoffe: CO, VOC, Nx, Feinstaub, PAKs

Quellen:

• Übertragung Wärme auf Flüssigkeiten durch offene Flammen

• Gasherde: Nox Emissionen, VOCs (Formaldehyd)

• Emissionen aus Speisen selbst

• Emissionen abhg von: T°C, Art der Speise, verwendete Fette

auf offenen Feuerstellen:

• 40% der Weltbevölkerung von Festbrennstoffen (Holz, Dung, Erntrerückstände) abhängig

  -> Umweltauswirkungen:

  • Gesundheitsauswirkungen durch Emissionen von Luftschadstoffen - Gefahr für Kinder & Frauen

  • allg. Auswirkungen der Emissionen von Luftschadstoffen

  • Abholzung, erschöpfung lokaler Ressourcen

1)PM - particular Matter - Feinstaub

Quellen:

• Verbrennungsprozesse, Heizen, Kochen, Bodenstuab

• Eintrag aus Aussenluft (Primärpartikel & Bildung von sekundären Partikeln)

Gesundheitsauswirkungen:

• auf Atemwege, Herz- & Kreislaufsystem

  
  

2)CO - Kohlenmonoxid

Quellen:

• Verbrennungsprozesse, undichte / offene Heizungsanlagen, Rauchen

Auswirkungen:

• geringe Konzentration

• Müdigkeit

• Brustschmerzen

• Übelkeit

3) NO2 - Stickstoffdioxid

Quellen:

• Verbrennungsprozesse, Zigarettenrauch, Eintrag aus Aussenluft / Bildung im Innenraum

Auswirkungen:

• Reizung / Erkrankung Atmenwege, Augenprobleme, akute / chronische Bronchitis

4) HCHO - Formaldehyd

Quellen:

• Baumaterialien, Möbel, Textilien, Kleber, Rauchen

Auswirkungen:

• Reizung Schleimhäute, Müdigkeit, Hautausschläge, allergische Reaktionen, kann Krebs erzeugen

• Suspension von Teilchen in einem Trägergas

• so groß / klein, dass sie lange genug in gasgetragenem Zustand bleiben können

• fest = Staub

• flüssig = nasses Salz

• Wüsten: 900 - 1500 Mt/a

• Vulkane laufen: 20 Mt/a

• Meer: 2300 Mt/a

• Biosphäre: 50 Mt/a

• Boden / Industriestaub

• Rauch (Biomasse)

• Ruß

• Sulfate aus SO2

• Partikel aus organischen Gasen